insight - 発生生物学 - # 海ウニ胚における AGS タンパク質の機能と進化

海ウニ胚における AGS タンパク質のGoLocoモチーフの進化的変化が微小細胞の形成を促進する

Q: AGSタンパク質の進化的変化以外に、微小細胞の形成と機能発現を制御する因子はないだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化以外に、微小細胞の形成と機能発現を制御する因子として、Insc、NuMA、Dlg、およびPar3などの他の非対称細胞分裂（ACD）因子が挙げられます。これらの因子は、SpAGSと相互作用し、微小細胞の形成と機能に重要な役割を果たしています。InscはPinsやLGNのコルチカル局在を制御し、DlgはPinsのリンカー領域を介してマイクロチューブをコルチカルに引き寄せ、NuMAはLGN/Pinsと相互作用してマイクロチューブ上で引っ張り力を生成し、Par3はInscと結合してLGN/Pinsをコルチカルに局在させるのを助けます。これらの因子は、SpAGSが微小細胞のラインセグリゲーションを迅速に促進するために、コルチカルに他のACD因子や運命決定因子を直接引き寄せることを示唆しています。

Q: AGSタンパク質の進化的変化は、他の海棘動物の発生プログラムにどのような影響を及ぼしているのだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化は、他の海棘動物の発生プログラムに影響を与えています。例えば、他の海棘動物のAGSオルソログであるPmAGSは、SpAGSと比較してコルチカル局在と微小細胞の形成機能が不十分であることが示されています。これは、AGSのC末端が海胆動物の発生プログラムにおいて重要な要素であり、ACDの多様性を促進する役割を果たしていることを示唆しています。さらに、他の海棘動物のAGSオルソログを導入した実験では、SpAGSと比較して機能が異なることが明らかになりました。これは、AGSのC末端がACDの多様性を反映しており、各種のオルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることを示しています。

Q: AGSタンパク質の進化的変化と、他の生物種における非対称細胞分裂の多様性との関連性はどのようなものだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化は、他の生物種における非対称細胞分裂（ACD）の多様性と密接に関連しています。AGSのC末端は、ACDの多様性を反映し、各オルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることが示唆されています。例えば、Drosophila Pinsキメラ（DmGL）は、ACDにおいて機能が低下していることが観察されました。これは、高次の生物において機能が低下している可能性があることを示唆しています。また、AGS-PmGLキメラは、意外なことにコルチカル局在を示しましたが、PmAGSはコルチカル局在を示さなかったことから、SpAGSのC末端がACDの多様性を促進し、各オルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることが示されました。これらの結果は、AGSの進化的変化がACDの多様性に寄与していることを示唆しています。

Conceitos Básicos

AGS タンパク質のGoLocoモチーフの進化的変化が、海ウニ胚における微小細胞の形成を促進する。

Resumo

本研究では、海ウニ胚における非対称細胞分裂の制御因子であるAGSタンパク質に着目し、その機能と進化について解明した。

AGSタンパク質は、N末端のTPRドメインと C末端のGoLocoモチーフから構成される。TPRドメインは、AGSの細胞皮質への局在化に重要であり、GoLocoモチーフは、Gαiタンパク質との結合を介して細胞皮質への局在化と機能発現に必要である。

特に、GoLocoモチーフの1つであるGL1モチーフが、AGSの細胞皮質局在化と微小細胞形成に必須の役割を果たすことが明らかになった。一方、GL3やGL4モチーフは、AGSの自己阻害状態の維持に重要であり、これらの配列変化がAGSの機能多様性に寄与していると考えられる。

さらに、他の海棘動物のAGSオーソログを用いた解析から、AGSのC末端領域の進化的変化が、非対称細胞分裂の多様性を生み出す鍵となっていることが示唆された。

AGSは、非対称細胞分裂に関わる因子群(Insc、Dlg、NuMA、Par3)を微小細胞の形成部位に局在化させ、微小細胞の運命決定に必要な因子の蓄積を促進することで、微小細胞の形成と機能発現を制御していると考えられる。

以上より、単一の極性因子であるAGSタンパク質の分子進化が、海棘動物における非対称細胞分裂の多様性を生み出す鍵となっていることが明らかになった。

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Estatísticas

微小細胞の直径は、野生型の約半分の大きさであった。
AGS-2F変異体や AGS-3F変異体では、微小細胞の形成が著しく阻害された。
AGS-ΔGL1変異体では、微小細胞の形成が有意に減少した。
AGS1111変異体と AGS2222変異体では、ほとんどの胚で微小細胞の形成が見られなかった。

Citações

"AGSタンパク質のC末端領域は可変領域であり、ACD制御の機能多様性を生み出す鍵となっている。"
"AGSはACD因子群と運命決定因子を微小細胞の形成部位に局在化させることで、微小細胞の形成と機能発現を直接制御している。"

Principais Insights Extraídos De

The evolutionary modifications of a GoLoco motif in the AGS protein facilitate micromere formation in the sea urchin embryo

by Emura,N., Wa... às www.biorxiv.org 07-02-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.30.601440v1

Perguntas Mais Profundas

AGSタンパク質の進化的変化以外に、微小細胞の形成と機能発現を制御する因子はないだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化以外に、微小細胞の形成と機能発現を制御する因子として、Insc、NuMA、Dlg、およびPar3などの他の非対称細胞分裂（ACD）因子が挙げられます。これらの因子は、SpAGSと相互作用し、微小細胞の形成と機能に重要な役割を果たしています。InscはPinsやLGNのコルチカル局在を制御し、DlgはPinsのリンカー領域を介してマイクロチューブをコルチカルに引き寄せ、NuMAはLGN/Pinsと相互作用してマイクロチューブ上で引っ張り力を生成し、Par3はInscと結合してLGN/Pinsをコルチカルに局在させるのを助けます。これらの因子は、SpAGSが微小細胞のラインセグリゲーションを迅速に促進するために、コルチカルに他のACD因子や運命決定因子を直接引き寄せることを示唆しています。

AGSタンパク質の進化的変化は、他の海棘動物の発生プログラムにどのような影響を及ぼしているのだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化は、他の海棘動物の発生プログラムに影響を与えています。例えば、他の海棘動物のAGSオルソログであるPmAGSは、SpAGSと比較してコルチカル局在と微小細胞の形成機能が不十分であることが示されています。これは、AGSのC末端が海胆動物の発生プログラムにおいて重要な要素であり、ACDの多様性を促進する役割を果たしていることを示唆しています。さらに、他の海棘動物のAGSオルソログを導入した実験では、SpAGSと比較して機能が異なることが明らかになりました。これは、AGSのC末端がACDの多様性を反映しており、各種のオルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることを示しています。

AGSタンパク質の進化的変化と、他の生物種における非対称細胞分裂の多様性との関連性はどのようなものだろうか。

AGSタンパク質の進化的変化は、他の生物種における非対称細胞分裂（ACD）の多様性と密接に関連しています。AGSのC末端は、ACDの多様性を反映し、各オルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることが示唆されています。例えば、Drosophila Pinsキメラ（DmGL）は、ACDにおいて機能が低下していることが観察されました。これは、高次の生物において機能が低下している可能性があることを示唆しています。また、AGS-PmGLキメラは、意外なことにコルチカル局在を示しましたが、PmAGSはコルチカル局在を示さなかったことから、SpAGSのC末端がACDの多様性を促進し、各オルソログがホスト種の元の機能を大きく反映していることが示されました。これらの結果は、AGSの進化的変化がACDの多様性に寄与していることを示唆しています。